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解析民用建筑结构抗爆设计方法 　　摘 要：目前世界范围内的恐怖袭击引起的爆炸，对周围的建筑物造成了严重破坏，引起了极大的伤亡和财产经济损失。本文在分析了爆炸荷载的特点和对建筑物的损伤特性的基础上，提出普通民用建筑结构抗爆设计方法和设计原则。 　　 　　关键词：民用建筑结构；抗爆设计；恐怖袭击 　　中图分类号： TU24 文献标识码： A 　　 　　前言：当今社会由于地区经济发展不平衡、种族主义、宗教矛盾等问题，恐怖袭击活动日益猖獗。其中大多数的恐怖袭击方式都是恐怖爆炸的形式，恐怖分子一般各种炸弹甚至自杀性人体炸弹爆炸等形式进行爆恐怖袭击，手段十分残暴。这些恐怖爆炸活动对周围的建筑物尤其是普通民用建筑造成极大的破坏，对人民的生命财产和社会进步造成了不可估量的损失，在这种情况下就要求我们更加注重民用建筑的防爆设计，以减少人民生命财产的损失。 　　1 爆炸袭击对建筑结构的损伤及其危害 　　1.1 爆炸荷载的特点 　　爆炸是指物质在很短的时间内急剧燃烧，释放出大量的热量，并在瞬间以对外做机械功，周围介质中造成高压的化学反应或状态变化，是一种能量释放过程。爆炸荷载对目标物的作用形式是冲击波，炸弹的质量(TNT当量)和爆炸点到目标的距离是影响冲击压力的大小主要因素。 　　爆炸荷载对建筑物冲击作用的具体特征可概括为以下几个方面： 　　(1)通常，爆炸荷载对建筑物施加的压力与其它荷载相比要大的多。一些科研团队对汽车爆炸的超压分布进行了实验研究，研究了车类型，炸药装药量，测点与炸药距离等因数对超压冲击波大小的影响。用3kg TNT炸药对解放货车进行测验，测点与炸药距离为4.5m时产生的超压约为284kPa。恐怖分子在使用汽车炸弹实施恐怖活动时，装药量通常远大于3kg TNT，产生的超压自然比284kPa大很多。这么大的冲击波超压必然会使建筑物的构件遭到破坏，甚至整个结构体系失去完整性发生连续性倒塌。 　　(2)爆炸所产生的冲击波超压持续时间极短，通常以毫秒来计算，而压力却很高，可达数百个兆帕甚至更高，即在几毫秒内爆炸冲击波从最大值变到零，建筑结构在爆炸中会承受很大的冲量。爆炸冲击波压力曲线的典型曲线为指数型函数，一般，为了简化计算，我们在实际工程中会根据计算和爆炸的实际情况将指数型的冲击波压力时程曲线简化为线性下降的三角形冲击波压力曲线。 　　(3) 随着距离爆炸点距离的增加，产生的冲击波压力会快速地衰减。所以，爆炸产生的破坏作用也会随着距离的增加而减弱，通常，建筑物正对着爆点的一面比背着的一面所受到的破坏要严重，但是在某些建筑物密集的场合，有时因为反射冲击波的作用，建筑背面也会遭到破坏。 　　1.2 爆炸荷载对建筑物的损伤特点 　　爆炸产生的冲击波会对建筑物产生不同程度的破坏和损伤，但这个破坏和损伤过程是一个极其复杂的过程。在上节中阐述了爆炸荷载和目标物受到的一般荷载相比有其自身的特点，因此爆炸荷载对建筑物的损伤也有其明显的特点。因为爆炸产生的冲击波对建筑物的作用远远大于其他荷载，所以近距离爆炸对建筑物产生的破坏比其他荷载对其的破坏大。但是，由于爆炸产生的冲击波压力会随着距爆心距离的扩大而快速减弱，所以因爆炸产生的破坏影响的范围较小，甚至有的时候对建筑物的破坏也只是局部的。此外，爆炸荷载的持续时间较短，比其他灾害的持续时间都短。 　　由于爆炸冲击波造成的建筑物的损伤大致可以分为直接空气冲击波作用和渐进坍塌。在近爆点处的高压影响和爆炸时的冲击力会对建筑的外部维护构件如结构的外墙、门窗、楼板体系等的造成的破坏，称为直接破坏作用。渐进坍塌是指因为局部构件的破坏从而导致结构另外构件的破坏，最终致使整个建筑结构都发生破坏或倒塌的现象，也称连续性倒塌。 　　以往的研究表明可以把爆炸过程大致分为以下几个过程。 　　(1)局部构件破坏，就是在距离爆炸点最近的外部构件在剧烈的冲击波下率先破坏。 　　(2)连续倒塌现象，由于外围关键构件的被破坏，结构的体系约束迅速减少，破坏后所剩下的结构体系是不完整的，已经不足以支撑整体的建筑物从而发生建筑物的连续倒塌。根据各类爆炸现场分析，爆炸造成建筑物整体倒塌对人体的伤害是最严重的，所以建筑结构的抗爆设计应最大限度的避免结构连续性倒塌。 　　(3)产生高速飞射的破碎固体，对人员和设备会带来较大的威胁。玻璃作为一种透明的建筑材料，越来越多的使用于窗户和玻璃幕墙中。但玻璃质地很脆，在爆炸冲击波荷载作用下很容易破碎飞溅，所以它在提高建筑物的建筑美感的同时也给建筑防爆带来很大困难。其他类似的脆性建筑材料都会发生这种现象，在抗爆设计时应给予充分考虑这些因素。 　　2 建筑结构抗爆设计 　　2.1 普通民用建筑抗爆设计方法 　　在分析以往爆炸现场，总结爆炸灾害经验和进行大量研究分析的基础上